Mit üblichen Labormethoden lassen sich die meisten in der Natur vorkommenden Mikroorganismen kultivieren.

Die klassische Mikrobiologie wurde durch Kultivierung aufgebaut, also dadurch, Mikroorganismen unter kontrollierten Laborbedingungen wachsen zu lassen. Eine Probe kam auf ein Nährmedium, sichtbare Kolonien wuchsen heran, und diese Organismen ließen sich isolieren und weiter untersuchen. Der enorme Erfolg dieser Methode ließ die wachsenden Kolonien leicht repräsentativ für die mikrobielle Welt erscheinen.

Direkte Zellzählungen zeigten jedoch eine auffällige Diskrepanz. Umweltproben enthielten oft um Größenordnungen mehr mikrobielle Zellen, als anschließend Kolonien auf gewöhnlichen Kulturplatten erschienen. Dieses Problem wurde als great plate count anomaly bekannt.

Molekulare Sequenzierung machte die Lücke noch deutlicher. Metagenomik fand riesige Abstammungslinien ohne kultivierte Vertreter, darunter häufige Organismen aus Ozeanen, Böden, Sedimenten und mikrobiellen Gemeinschaften in Wirten.

Oft liegt das Problem weniger am Organismus als an den Laborbedingungen. Manche Mikroben brauchen extrem niedrige Nährstoffkonzentrationen, ungewöhnliche Gase, Wirtszellen, Stoffwechselpartner, chemische Signale oder schlicht sehr lange Wachstumszeiten. Neue Medien, Kokulturen, Diffusionskammern und Einzelzellmethoden haben bereits viele früher „unkultivierbare“ Organismen in Kultur gebracht.

„Nicht kultiviert“ bedeutet deshalb nicht „grundsätzlich nicht kultivierbar“. Korrigiert wurde die Annahme, dass routinemäßige Kulturverfahren den Großteil der mikrobiellen Vielfalt erfassen. Tatsächlich liefern sie eine stark selektierte Stichprobe.